初中八年级化学《基于核心素养的溶液配制实验探究》教学设计

初中八年级化学《基于核心素养的溶液配制实验探究》教学设计

一、课程背景与设计理念

本设计针对初中八年级（五四学制）或九年级（六三学制）学生，在初步掌握化学实验基本操作后，围绕“溶液配制”这一核心内容，旨在突破传统验证性实验的桎梏，构建以发展学生化学学科核心素养为导向的实验探究课。课程深度融合课程标准要求，将“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学精神与社会责任”五个维度的核心素养渗透于实验教学的每一个环节。通过创设真实的、富有挑战性的问题情境，引导学生经历“发现问题—提出假设—设计方案—动手实验—收集证据—解释论证—评价反思”的完整科学探究过程，着力提升学生的实验探究能力、创新思维能力和解决实际问题的综合能力，使其不仅掌握配制一定溶质质量分数溶液的基本技能，更能深刻理解溶液组成的定量意义及其在生活、生产中的广泛应用，培养严谨求实的科学态度和合作共赢的团队精神。

二、教学内容分析

（一）教材地位与作用

本课内容属于《义务教育化学课程标准（2022年版）》中“物质的性质与应用”学习主题下的核心实验。在此之前，学生已学习了溶液的基本概念、组成、溶质与溶剂的辨别以及溶解过程中的吸热放热现象。本课是对溶液知识的深化和定量化应用，是学生首次系统接触化学实验中的定量操作，涉及天平的使用、量筒的选取与读数、搅拌、溶解、装瓶贴签等一系列基本技能的协同运用。同时，本课也是后续学习溶质质量分数的简单计算、化学方程式计算以及酸、碱、盐溶液性质的基础，在整个初中化学知识体系中起着承上启下的关键作用。

（二）核心知识要点

1.【基础】溶质质量分数的概念及其数学表达式。

2.【重要】配制一定溶质质量分数溶液的两个主要方法：固体与液体混合、浓溶液稀释。

3.【核心】配制溶液的一般步骤：计算、称量（或量取）、溶解（或稀释）、装瓶贴签。

4.【高频考点】托盘天平（或电子天平）的正确使用方法（如左物右码、称量纸的使用、易潮解药品的称量）。

5.【高频考点】量筒的选用原则（量程略大于或等于量取体积）、正确读数方法（视线与凹液面最低处保持水平）。

6.【难点】分析实验操作失误（如药品不纯、称量错误、读数错误、转移洒落等）对最终所配溶液溶质质量分数产生的影响（偏大或偏小）。

7.【非常重要】误差分析的逻辑推理能力培养。

8.【热点】基于真实情境（如农业选种、无土栽培、医疗输液）的溶液配制问题解决。

（三）跨学科视野融合

本设计尝试融入数学（比例计算、误差分析）、工程学（工艺流程设计、质量控制）、生物学（生理盐水、营养液配制）及环境科学（污染物的处理）等相关知识与理念，引导学生在更广阔的学科背景下理解化学实验的价值，培养综合运用多学科知识解决复杂问题的能力。

三、学情分析

（一）知识储备

学生已经掌握了溶液的基本特征，理解了溶质、溶剂和溶液三者之间的关系。能够进行简单的溶质质量分数计算。但对定量计算与实验操作如何精准对接，以及操作细节如何影响最终结果的认知尚浅。

（二）能力基础

学生具备了一定的观察能力和动手能力，基本掌握了药匙、镊子、滴管的使用，初步学会了用托盘天平称量固体药品和用量筒量取液体药品。然而，在精确控制实验条件、协同操作多个步骤、以及对实验数据进行批判性思考和系统误差分析方面，能力尚显不足，【重要】实验探究的规范性和严谨性有待加强。

（三）心理特征

八年级学生对化学实验仍保有浓厚兴趣，求知欲强，乐于动手尝试。但部分学生容易停留在“好玩”的层面，缺乏对实验目的和原理的深入思考，实验过程可能较为随意，忽略操作的规范性。同时，面对定量实验的精准要求，部分学生可能会产生畏难情绪。

四、教学目标设计

基于核心素养的导向，制定如下教学目标：

（一）科学探究与创新意识

1.通过“如何配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液”这一核心任务，经历完整的探究过程，能独立或合作完成实验方案的设计与实施。

2.【重要】在实验过程中，能发现并提出新的问题（如“为何实际配制的浓度与计算不符？”），能针对具体问题提出改进实验的初步构想，展现一定的创新意识。

（二）证据推理与模型认知

1.理解配制溶液的过程是建立“溶质质量分数”这一定量模型的具体实践，能运用该模型解释和预测相关现象。

2.【难点突破】能依据实验现象和数据，运用控制变量法和对比法，推理分析实验操作与实验结果之间的因果关系，【非常重要】形成规范的误差分析思路，构建“操作-误差”的关系模型。

（三）宏观辨识与微观探析

1.从宏观上观察并描述固体溶解的过程，能辨识不同配制方法（直接配制与稀释）的宏观差异。

2.初步建立宏观的溶质质量与溶液质量与微观粒子数目之间的联系，理解浓度的本质是单位体积内粒子数目的多少。

（四）变化观念与平衡思想

1.认识到在一定条件下，通过改变溶质或溶剂的质量，可以改变溶液的组成和性质。

2.理解配制过程是人为控制物质变化、达到特定需求的过程。

（五）科学精神与社会责任

1.【核心素养发展点】在实验过程中培养严谨细致、精益求精的科学态度和实事求是、尊重数据的科学精神。

2.通过联系农业生产（选种）、医疗卫生（生理盐水）、日常生活（调味品）等实例，认识溶液配制的实际应用价值，增强将化学知识服务于生活的意识和社会责任感。

五、教学重难点

（一）教学重点

1.掌握配制一定溶质质量分数溶液的基本步骤和操作方法。

2.学会托盘天平、量筒等仪器的规范使用。

（二）教学难点

1.【难点】对实验中可能导致误差的环节进行预测、分析和推理，并得出正确结论。

2.【非常重要】培养学生定量实验中的精准操作意识和严谨求实的科学态度。

六、教学方法与准备

（一）教学方法

1.启发式教学：通过创设问题情境，引导学生主动思考。

2.实验探究法：以小组合作形式，动手实践，探究真知。

3.任务驱动法：以具体任务为载体，驱动学生学习和应用知识。

4.讨论分析法：针对实验现象和数据进行组内及组间交流、辩论。

（二）教学准备

1.【教师准备】多媒体课件（包含实验步骤动画、误差分析动画、真实情境案例视频）、教学设计、导学案、评价量表。

2.【实验器材与药品】（每组）托盘天平（带砝码）或电子天平、药匙、镊子、滤纸（称量纸）、烧杯（100mL、250mL）、量筒（10mL、50mL、100mL）、胶头滴管、玻璃棒、广口瓶（盛放氯化钠）、细口试剂瓶（装所配溶液）、标签纸、空矿泉水瓶、蒸馏水。氯化钠固体（分析纯）、蔗糖、不同浓度的氯化钠溶液（母液）。

3.【情境素材】“无土栽培营养液的配制”、“农业上用食盐水选种”、“0.9%的生理盐水在医疗中的作用”等视频或图文资料。

七、教学实施过程（核心环节）

（一）创设情境，引入课题（约5分钟）

【教师活动】播放一段关于“现代农业无土栽培技术”的短视频，画面聚焦于绿油油的蔬菜根系浸泡在清澈的营养液中的特写。教师提出问题：“同学们，植物生长所需的各种养分，正是通过溶解在水中的营养液提供的。你们知道，技术人员是如何精准地配制出含有特定浓度氮、磷、钾的营养液的吗？如果我们想亲自为这些蔬菜配制一份营养液，我们需要掌握哪些化学知识和技能呢？”

【学生活动】观看视频，感受化学与现代农业的紧密联系。思考教师提出的问题，部分学生可能回答出“需要计算”、“需要知道浓度”等。由此引出本节课的核心任务：学习并掌握配制一定浓度溶液的方法。

【设计意图】利用前沿、鲜活的真实情境，迅速吸引学生注意力，激发探究欲望，将抽象的化学知识与实际应用紧密相连，点明本课的实用价值，导入新课。

（二）温故知新，明确任务（约5分钟）

【教师活动】引导学生回顾溶质质量分数的概念（ω=m质/m液×100%）。接着，PPT呈现本节课的第一个核心驱动任务：“配制50g溶质质量分数为6%的氯化钠溶液”。教师提问：“要完成这个任务，我们首先需要做什么？需要哪些数据？”

【学生活动】回忆旧知，回答出溶质质量分数的定义和计算公式。针对教师提出的任务，经过短暂讨论，学生能回答出需要先进行计算，求出所需氯化钠的质量和所需水的质量（体积）。

【教师活动】根据学生回答，板书计算过程，明确所需氯化钠质量为3g，所需水的质量为47g（即47mL）。【基础】强调计算是配制溶液的第一步，其准确性是实验成功的前提。

【设计意图】通过计算，自然地将数学知识迁移到化学实验中，为后续的称量和量取环节扫清认知障碍，明确实验的首要步骤。

（三）方案设计，细节探究（约10分钟）

【教师活动】教师引导学生思考：“计算完成后，我们如何在实验室中精准地‘拿出’3g氯化钠和47mL水呢？”将学生引入对具体操作步骤的讨论。组织学生以小组为单位，结合导学案，设计详细的实验方案，重点讨论以下几个【重要】操作细节：

1.称量3g氯化钠：托盘天平的使用要点有哪些？（引导学生复习：游码归零、调平、左物右码、称量纸的使用、砝码由大到小添加、如何判断天平平衡等）。如果用电子天平，应注意什么？

2.量取47mL水：应选用何种规格的量筒？为什么？（引导学生思考量筒的选用原则：一次量取，量程略大于所需体积，以减少误差，如选用50mL量筒）。如何正确读数？（引导学生回顾：视线与凹液面最低处保持水平，仰视或俯视的后果）。

3.如何加速溶解？（引导学生说出用玻璃棒搅拌，并强调搅拌时避免碰撞烧杯壁）。

4.配好的溶液如何保存？（引出“装瓶贴签”，强调标签的规范格式：注明溶液名称和溶质质量分数）。

【学生活动】小组合作，热烈讨论上述问题，并在导学案上补充完善实验步骤。每个小组派代表发言，分享讨论结果，教师与其他同学进行点评和补充，最终师生共同归纳出配制溶液的标准流程：【非常重要】“计算→称量→量取→溶解→装瓶贴签”。

【设计意图】将实验的主动权交给学生，通过问题链引导他们主动思考操作背后的原理，而不是机械地背诵步骤。这种“先思后行”的模式能有效提升学生的实验设计能力和严谨思维。对细节的深入剖析，为减少实验误差、保证实验成功奠定了坚实基础。

（四）动手实践，合作探究（约20分钟）

【教师活动】教师再次强调实验纪律和注意事项（安全、规范、合作、记录），特别提醒学生【难点】关注每一个操作细节，并仔细观察实验现象，特别是溶解过程中是否有异常（如温度变化等）。同时，鼓励小组内成员分工协作，一人称量、一人量取、一人搅拌、一人记录，确保每人都有动手机会。

【学生活动】各小组领取实验器材和药品，开始动手实验。学生按照既定步骤和讨论的要点，有条不紊地进行操作：用托盘天平（或电子天平）精确称取3.0g氯化钠放入烧杯；用50mL量筒和胶头滴管精确量取47.0mL蒸馏水；将水缓缓倒入盛有氯化钠的烧杯中；用玻璃棒轻轻搅拌，直至氯化钠完全溶解；将配好的氯化钠溶液转移到指定的细口试剂瓶中，并贴上写有“氯化钠溶液6%”及配制日期、小组成员信息的标签。

【教师活动】教师在实验室内巡回指导，观察各小组的操作情况，及时纠正不规范的操作（如天平未调平、用手直接拿砝码、量筒读数俯视或仰视、搅拌时发出响声、转移溶液时洒出等）。对于操作熟练、合作默契的小组给予肯定；对遇到困难的小组给予点拨和鼓励。同时，【非常重要】注意收集学生在实验中出现的典型“错误”或“异常”情况（例如：有的小组称量时多加了药品，有的小组量筒读数偏高，有的小组转移溶液时有洒落），作为后续误差分析环节的生动素材。

【设计意图】实验操作是本课的核心环节，通过亲身体验，学生将理论知识转化为实践技能，在“做中学”。教师的有效巡视和即时反馈，是保障实验规范性和安全性的关键。有意识地收集“错误”案例，为下一步的高阶思维训练做好了铺垫。

（五）反思评价，误差分析（约15分钟）——【难点突破】【非常重要】

【教师活动】实验结束后，教师组织学生进行实验反思。首先，请各个小组汇报他们实验是否顺利，并展示他们所配溶液的质量（通过标签或简短说明）。接着，教师利用多媒体展示几个在巡视过程中捕捉到的“典型操作案例”（不点名，以保护学生积极性，只展示操作场景），例如：

案例A：某同学在称量时，砝码和物品放反了（右物左码），且使用了游码。

案例B：某同学在量取水时，俯视了量筒的凹液面。

案例C：某同学在将烧杯中的溶液转移到试剂瓶时，不慎洒出了一部分。

案例D：某同学称量前，天平指针没有指在分度盘中央，而是偏左就开始称量。

【学生活动】学生以小组为单位，针对以上每个案例，展开热烈讨论和推理分析：【难点】“这样的操作会导致所配制的氯化钠溶液的溶质质量分数，与理论值6%相比，是偏大、偏小，还是无影响？为什么？”每个小组需要给出明确的结论，并阐述严谨的逻辑推理过程。

【教师活动】引导学生逐步建立分析模型。例如，对于案例A，引导学生从溶质质量的真实值入手分析：左物右码时，物品质量=砝码质量+游码质量；而右物左码时，物品质量=砝码质量—游码质量。因此，实际称得的氯化钠质量小于3g，导致溶质质量偏小，最终溶液浓度偏小。对于案例B，通过动画演示，让学生直观看到俯视读数会导致读数偏大，而实际量取的水体积偏小，导致溶剂质量偏小，最终溶液浓度偏大。通过这种“实际值—操作变化—理论值比较”的逻辑链条，帮助学生形成清晰的误差分析思路。

【设计意图】此环节是本课设计的点睛之笔，将单纯的技能训练提升为高阶思维训练。通过剖析真实（或模拟真实）的错误案例，让学生在“找茬”和“辩理”中，深刻理解每一个操作步骤背后的科学原理，培养证据推理和批判性思维能力。这不仅是应对考试【高频考点】的需要，更是培养学生严谨求实科学素养的核心途径。

（六）变式拓展，能力迁移（约10分钟）

【教师活动】教师继续创设新的情境：“刚才我们用固体氯化钠和水配制了溶液。但在实际生产中，有时我们需要将一种较浓的溶液稀释成稀溶液。比如，实验室现有一种20%的氯化钠溶液，你能否利用它配制出50g6%的稀溶液呢？”引出第二种配制方法——浓溶液稀释。

【学生活动】小组讨论稀释的方案。学生能够基于溶质质量守恒原理，推导出需要浓溶液的质量：50g×6%=m浓×20%，得出m浓=15g，需要加水的质量为35g。

【教师活动】引导学生比较两种配制方法的异同。【基础】相同点：都需要计算、都需要量取、都需要混匀、都需要装瓶贴签。不同点：方法一涉及固体的称量，方法二涉及浓溶液的取用。强调稀释步骤中“混匀”的关键操作：将量取的浓溶液和水在烧杯中用玻璃棒搅拌均匀。

【学生活动】如果时间允许，可以安排学生分组进行稀释法配制的快速体验，或者作为课后探究作业。

【设计意图】通过引入第二种配制方法，使学生对溶液配制有了更全面的认识，构建了更为完整的知识体系。同时，再次应用了“计算”和“定量操作”的核心思想，实现了知识和技能的横向迁移。

（七）总结提升，回归生活（约5分钟）

【教师活动】引导学生回顾本节课的主要收获：我们学会了什么？（两种配制方法、标准步骤、误差分析）。我们提升的能力是什么？（定量思维、规范操作、合作探究、证据推理）。最后，再次将目光投向课堂之初的无土栽培营养液。教师展示一个简易的“无土栽培装置”（如用矿泉水瓶改造），并讲解：【热点】配制营养液不仅需要计算浓度，还需考虑植物对不同营养元素的需求比例（如氮磷钾比例）。这是一个更为复杂的、多组分的溶液配制问题，需要综合运用我们本节课所学的知识和技能。

【学生活动】倾听、思考，感受化学知识在解决实际问题中的强大力量，激发课后进一步探究的兴趣。

【教师活动】布置分层作业：

1.【基础巩固】完成课后练习题，巩固配制溶液的步骤和基本计算。

2.【拓展探究】尝试查阅资料，了解家中常用的“84消毒液”的原液浓度和使用时的稀释比例，并动手配制一份用于家庭消毒的稀释液（注意安全，在家长指导下进行）。

3.【高阶挑战】以小组为单位，研究“如何用6%的氯化钠溶液和20%的氯化钠溶液，配制出100g10%的氯化钠溶液？”要求设计出至少两种方案，并进行理论验证。

【设计意图】课堂总结不是简单重复，而是将碎片化知识系统化、结构化。再次回归导入情境，形成闭环，让学生深刻体会“学以致用”。分层作业兼顾不同层次学生的发展需求，将学习从课内延伸到课外，从知识学习引向生活实践。

八、板书设计（提纲挈领）

一、任务：配制50g6%的氯化钠溶液

二、方法一：固体+水

1.步骤：计算→称量→量取→溶解→装瓶

2.计算：m质=50g×6%=3g；m水=50g-3g=47g(V=47mL)

3.关键操作：

称量：左物右码，天平调平，称量纸

量取：选50mL量筒，视线与凹液面最低处水平

溶解：玻璃棒搅拌（目的：加速溶解）

三、方法二：浓溶液+水（稀释法）

1.原理：稀释前后，溶质质量不变

2.步骤：计算→量取→混匀→装瓶

四、误差分析（【高频考点】【难点】）

操作失误→导致m